北斗导航卫星系统的应用
北斗导航卫星系统的应用
北斗卫星导航系统投入使用，结束了长期单一依赖国外系统的历史，确立了我国在卫星导航领域的国际地位。长期以来，我国卫星导航应用基本被国外技术垄断，交通运输、电力调度、通信网络、金融系统等重要基础设施过分依赖GPS，风险巨大，后果严重。北斗卫星导航系统的建成，中国成为继美、俄之后，第三个拥有自主卫星导航系统的国家，打破了国外的封锁与垄断，结束了长期单一依赖国外系统的历史。通过五年的开拓实践，北斗导航已经在国防和经济社会建设中发挥显著效益，卫星导航受制于人的被动局面得到根本扭转。2007年，联合国有关机构正式确认北斗为全球卫星导航四大核心系统之一，“中国北斗”成为一块让世界关注、让中国骄傲的民族品牌。
北斗卫星导航系统开放民用，在国民经济重点领域成功推广，有力保障了经济社会建设发展。国家对北斗应用推广非常重视，国家发改委、科技部、国防科工局、农业部等有关部委给予热情指导，并支持安排了一批应用示范项目。目前，北斗导航已成功应用于水利水电、海洋渔业、交通运输、气象测报、国土测绘、减灾救灾和公共安全等领域，牵引促进了电子、通信、机械制造、地理信息等相关产业和信息服务业的发展，产生了显著的经济效益和社会效益。
北斗导航全面亮相抗震救灾，发挥了独特优势和不可替代作用，有效提高国家减灾救灾应急能力。在多种重大自然灾害和重大活动中，北斗卫星导航定位保障能力经历了全面检验。
1、监测交通的安全性
随着我国公路建设的飞速发展，高速公路边坡综合防护系统研究日益引起公路部门重视。有效的边坡综合防护系统，对于加固路基，提高使用寿命、降低维护费用都是十分有效的。对于大跨度桥梁，特别是跨海的桥梁，传统变形测量方法受到极大的限制，需要新的测试方法。
北斗卫星导航系统技术用于公路边坡(滑坡、崩塌)、桥梁变形监测，由于不受通视条件的限制，因而选点灵活，可以根据监测需要，将监测点布设在对变形体的形变比较敏感的特征点上，而且卫星导航定位系统静态相对定位具有很高的定位精度和较强的作业自动化程度，这些特点和优点使得卫星导航定位系统在公路边坡等地质灾害及桥梁变形监测中有着广阔的应用前景。
基于北斗卫星导航系统的大型桥梁安全监测系统可以监测桥梁锚锭处沉降、桥塔处变位偏移、桥身相对变形；监测桥梁在异常状况下（地震、台风、船只撞击等）的动力响应，并且可以通过实时观测，得出桥梁的固有动态特性的发展状况；通过北斗卫星导航系统测试得到的桥梁变形与动态数据，对桥梁的安全状况进行评估，并实施预报警。
2、中国时间保障电力畅通
电网是一个巨大的系统工程，要确保电厂、变电站的设备运转同步进行，必须首先要确保设备内部时钟的一致性。为了统一内部时钟，此前我国电力系统不得不把美国的GPS（全球定位系统）作为主要的授时手段，通过GPS 的民用频道向电力系统的电力自动化设备、微机监控系统、安全自动保护设备、故障及事件记录等智能设备提供授时信号，以实现电力系统的“同步”运行。
但是，这一做法也存在着巨大的隐患。电力工业的安全生产关系国家能源安全和国民经济命脉，一旦发生紧急事态，GPS信号关闭或调整，将引发我国电网系统的重大安全事故。目前，我国电网每年都有因GPS卫星授时不准而发生的事故，给国家带来了巨大的经济损失。
基于我国北斗导航系统研制成功并投入使用的“北斗电力全网时间同步管理系统”，结束了我国电力运行时间完
全倚赖美国GPS全球定位系统的历史，解决了电力系统时间同步应用中的三个难题：可靠的时钟源，全网时间同步管理，远程集中实时监测维护。有效保障了我国电力安全和国家安全。
这套系统的单向授时精度100纳秒，双向授时达到20纳秒，指标均优于国外同类系统。目前，华东电网公司所辖的富春江水电站、新安江水电站、南京东善桥变电站、上海南汇变电站已经安装了北斗授时监控装置，挂网运行一年多时间，运行稳定、安全可靠。
3、灾害救援显身手
“北斗”卫星导航定位系统在近年来多次成功运用于灾害监测与救援行动。如在2008年的汶川地震救灾中发挥了突出作用。
汶川大地震发生后，国家有关部门迅速将“北斗一号”终端机配备给一线救援部队。该终端不但可接收北斗卫星的导航信号，还可以用短报文的形式与指挥中心取得联系。指挥人员在监控中心可随时通过监控屏幕关注每个救援小组的位置信息，必要时也可以短报文形式发出监控指令。
救援队伍在赶往灾区的过程中，通过卫星定位可得知自己所处的位置，并判断离救援目的地的距离，选择最佳路线，保证以最快的速度到达灾区开展救援工作。在行进过程中，如果发现沿途道路塌方堵塞，可以迅速进行定位，把位置信息及时通知后续部队，让其绕行，并报告指挥部，使指挥部能在第一时间内派出工程部队对损毁道路进行抢修。到达灾区获得位置信息后，及时通知指挥部、后援部队、其他合作部门，让他们明确目的地的精确位置。
此外，通过对大量相关地物的定位普查并进行统计分析，也可以为开展救灾与灾后重建的指挥、调度、管理、统筹和各项决策提供依据，有利于对灾情信息快速上报和共享。在灾后重建的交通、农业、卫生、房屋重建、灾害预防等各方面的野外工作中，利用“北斗”、GPS的定位功能进行数据采集、计算（如长度、面积计算）和统计，可应用于整体或局部区域的决策、施工、综合治理。
4、水文数据自动报
自2002年底将北斗卫星通信系统在偏远水文站点投入应用以来，因具有体积小、没有雨衰、通信速率高等特点，其性能全面优于通信卫星、海事卫星等通信方式，我国水利、水电领域引入到水文自动测报系统中，使用效果十分理想，基本解决了我国众多高山峡谷、荒漠边陲及国际河流水文信息的采集与传输的需要。该系统目前广泛地应用于国家防汛指挥系统工程124个水情分中心项目以及各流域200余个水电站水情自动测报系统中，全国已完成建设的系统中共使用有超过3000台套北斗卫星终端设备，长江委水文推广应用了近500套。
广西西江中下游洪水预警报系统、四川紫坪铺等水电站、广东三防指挥系统、新疆塔河及国际河流水文自动测报系统等均有北斗系统的应用。
基于北斗卫星的水情自动测报系统
基于北斗卫星的水情自动测报系统能够实现.水文数据自动采集与传输，主动数据查询，远端测站遥控/状态查询等功能。通过特定设置，数据控制中心站可以发出相关指令，关闭或激活远端测站的某些功能，例如激活或关闭水位测量等；数据控制中心也可发出指令，要求远端测站将当前本地工作状态信息回传，以达到监控目的。
5、农田监测保墒情
我国多数地区，尤其是西北地区普遍存在干旱缺水、耕作技术落后的现象。农业是新疆生产建设兵团的主要产业，水资源尤为宝贵。实施精准灌溉、精准施肥等六项精准农业技术，对数据采集和卫星定位技术有迫切的需求。
土壤墒情是分析判断旱情最直接的指标，因此，土壤墒情信息采集系统成为旱情信息采集系统的关键组成部分。
墒情信息采集点和旱情信息站作为旱情信息采集的基本单位，是信息采集系统的基础。2004年，北斗系统被用于新疆生产建设兵团农田墒情数据采集。综合利用远程数据采集技术、北斗定位通信技术、GIS地理信息技术和卫星遥感技术，实现了土壤含水量、温湿度和地理位置的实时监测、旱情综合分析、土地面积和距离丈量，为土壤墒情及地理位置等多维动态信息的实时采集及综合应用提供全面和先进的解决方案。并且与滴灌系统相结合，用于对农田进行节水灌溉指导，示范区总面积1066亩，布设终端20余台。
北斗墒情监测系统
土壤墒情信息采集系统将北斗系统应用于民用数据采集领域，使得对地面网络无法覆盖的地区进行定位和数据采集成为现实。而且作为具有我国自主知识产权的卫星，具有安全可靠、所采集的数据不出境等优点。天、地网络相结合的数字通信方案，既满足了兵团的特殊要求，又降低了使用成本。北斗技术的应用，极大地提高了信息采集和信息处理的准确性和直观性，为兵团精准农业提供了一个很好的范例，为全面推广应用提供了技术和经济可行性依据。
6、海洋渔业应用
我国是渔业大国，海洋渔业水域面积300多万平方公里，渔船28万多艘，渔民1000多万人。海洋渔业领域涉及渔民生命安全、国家海洋经济安全、海洋资源保护、海上主权维护和国防安全，目前已成为北斗应用规模最大的行业。
以北斗系统为基础构建的北斗卫星海洋渔业综合信息服务网络，实现多网合一的渔船船位集中监控平台，向渔业管理部门提供船位监控、紧急救援、政策发布、渔船出入港管理等服务；向海上渔船提供导航定位、遇险求救、航海通告、增值信息(如天气、海浪、渔市行情)等服务；提供船与船、船与岸间的短消息互通服务等。
目前，北斗卫星海洋渔业综合信息服务的海上用户量已达1.4万；已开通北斗终端与手机短消息互通服务手机用户已超过4万个，短信量月高峰可达40万条。
自2007年以来，通过北斗系统发送的海上渔船紧急报警500多起，渔船越界报警数百次。北斗系统在东沙群岛渔船搁浅事件，2008年“米娜”、“海贝思”台风事件，2009年多次台风和强热带风暴（“天鹅”、“莫拉克”、“巨爵”、“芭玛”）袭击事件，以及多次渔船被外国抓扣救援事件中，均发挥了明显的安全保障、遇险救助指挥的重要作用，也极大地提高了渔业管理部门的渔船安全生产保障水平，提高了渔民收入，减少了外事争端，维护了我国海洋权益。
7、自动测报气象站应用
我国气象灾害损失呈逐年上升趋势，迫切需要加强预警预测能力建设，其中自动气象监测站作为基础设施，是气象信息的重要来源。由于监测站分布广、地域偏僻、适时性强、对运行成本要求严格。
经过多年气象数字报文传输的应用实验，研制了一系列气象测报型北斗终端设备，并设计出实用可行的系统应用解决方案，解决了国家气象局和各地市气象中心的气象站数字报文自动传输汇集、气象站地图分布可视化显示功能。同时北斗设备也被逐步用于我国人工影响天气飞机作业领域，取得了明显的效果。目前，在气象领域的应用已经达到了几百台。
8、煤矿安全生产监测系统
将北斗卫星定位通信技术与井下监测技术相结合，实现对井下瓦斯浓度、风机转停等关键参数的实时监测，数据流从矿井口的监测站（PC机+北斗用户机）通过北斗卫星系统数据链路传送到北斗卫星运营服务平台，经平台转发，通过有线或无线网络传到各级监测中心，实现对矿井瓦斯、风压和设备工作状态等数据的远程监测，为我国的
煤矿安全生产又提供了一种有效的监测监控手段。
9、中国电信CDMA北斗授时应用
为使中国电信CDMA网络摆脱对国外卫星导航系统授时的过度依赖，多家单位研制了北斗/GPS双模站间时间同步设备和嵌入式北斗/GPS双模授时模块。
自2006年起，中国电信在东南沿海七省开展了CDMA网络北斗授时试验，已在近200套不同型号基站设备上成功试用，在网设备最长运行时间超过四年，同步精度优于100ns。本试验通过了电信权威部门测试、实验室测试和现网测试，为中国电信大规模推广应用奠定了坚实的技术基础。
中国移动运营的第三代移动通信TD-SCDMA，是我国具有自主知识产权的3G移动通信网络，对时间同步提出了较高要求。
为有效解决依赖单一卫星导航系统授时的安全隐患，确保通信安全，中国移动组织开展了北斗/GPS双模授时研究工作，在突破光纤拉远、抗干扰螺旋天线等一系列关键技术基础上，成功研发了一体化卫星授时系统，时间同步精度优于100ns，抗干扰能力提高约20dB。自2009年底，该系统在江苏南京20个站点进行规模组网测试。目前所有站点运行正常，性能良好。
10、海洋环境监测中的应用
为了保障我国海洋环境监测数据的安全、稳定、可靠通信，依托大浮标监测平台，国家海洋中心开展了适用于海洋环境监测的北斗卫星通信技术研究，研制了北斗通信通用控制和接口模块，实现了基于北斗系统的数据长报文压缩、加密、传输等数据传输通信控制技术，为北斗系统在海洋监测领域的应用和业务化打下基础。
11、森林防火应用
森林火灾是严重自然灾害，森林防火工作的信息化建设已成为必然趋势。北斗系统可实现全国范围的无缝覆盖，具有定位、授时、短报文等功能，为森林防火、扑火的指挥调度提供了新的技术，有效解决了火场定位、侦察、引导扑救、后勤保障、损失评估等问题。
2001年开始研究北斗在森林防火中的技术应用，2002年完成应用试验，2003年开始用于森林防火实战。
目前全国各地森林防火系统已经配备200多台套，森林武警指挥部及所辖总队共配备500多台套。
12、高空气象探测应用
无线电探空仪随探空气球上升，连续获取所经路径上各点的风向、风速、温度、湿度、气压、时间等数据，并通过无线电波将数据实时发送到地面。
目前国际上探空仪主要采用GPS实现。2010年3月，在中国气象局的组织领导下，研制成功了具有我国自主知识产权的北斗探空仪，该北斗探空仪具有体积小、重量轻、功耗低、高空低温性能稳定等特点。2010年4月24日，在南京进行了放飞试验，与同时放飞的GPS探空仪比较，北斗探空仪总体性能与GPS探空仪一致，在数据连续性、低空测高精度、多普勒瞬时测风、抗恶劣环境等方面，北斗探空仪表现更为优异。
13、服务上海世界博览会
上海世博会期间，装备有北斗卫星导航系统卫星接收模块的远程监控车载系统的300多辆各种品牌新能源汽车，包括世博核心区运行的100辆观光车和50辆贵宾用车，以及150多辆公交等其他用车在世博园区周边运行、服务世博。
这种远程监控系统具有实时状态监控、车辆故障诊断、车辆定位及车辆管理、调度、应急服务等功能。它主要由车载端系统、数据服务器、用户端及公共资源(包括卫星、GPRS/CDMA基站、以太网等)等组成，具有定位精度
高(一般在5米以内)、可兼容GPS导航定位信号、有双向通信能力、实现自主可控的时空信息基准以及体积小、经济实用等多项特色优势。
在世博会游客预计达7000万人次，时间前后持续6个多月的博览会期间，开展如此大规模示范运营，是北斗卫星导航定位技术在国家重大项目中的又一次突出表现，也将推动中国北斗卫星导航定位技术及汽车信息技术的发展，进而带动相关产业发展
北斗卫星导航系统正式提供区域服务与美国GPS相
当
2012年12月27日，北斗卫星导航系统正式提供区域服务新闻发布会在国务院新闻办公室新闻发布厅召开。北斗卫星导航系统新闻发言人、中国卫星导航
系统管理办公室主任冉承其宣布，北斗卫星导航系统今日正式提供区域服务。
自2011年12月27日提供试运行服务以来，北斗系统又完成了4箭6星发射，扩大了系统覆盖范围，增强了星座稳健性，提高了系统服务精度。目前，在
轨卫星和地面系统工作稳定，通过各类用户终端测试和评估，系统服务性能均满
足设计指标要求。自今日起，北斗系统在继续保留北斗卫星导航试验系统有源定
位、双向授时和短报文通信服务基础上，开始向亚太大部分地区正式提供连续无
源定位、导航、授时等服务。
资料图：北斗导航系统
北斗卫星导航系统总体性能与美国GPS相当具有重要特色
冉承其回答央视记者提问时说，这一年里，我们做了几项工作：一是发射了四箭六星，完成了系统组网，同时采取了一系列的措施提高系统精度和稳定性，扩展了系统覆盖区域，和去年试运行相比，覆盖区域由原有的东经84度-160度扩展到现在的东经55度-180度，系统定位精度由去年发布的水平25米、高程30米到现在的水平10米、高程10米，测速精度由0.4米每秒到0.2米每秒,所以可以说在目前为止，中国的北斗系统已经完成建设，在中国和周边地区已经可以独立的提供卫星导航定位授时服务，总体性能与美国GPS性能相当。
同时北斗卫星导航系统积极与GPS等系统兼容共用，对卫星导航用户来讲，由于北斗系统的加入将享受到更优质的服务、更好的用户体验。
冉承其还强调说，北斗卫星导航系统与GPS等系统相比还有我们自己的特色服务，除了提供其他系统所具备的无源的导航定位授时服务外，北斗卫星导航系统继续保留了试验系统所具有的位置报告、短报文服务。一般的GPS用户只会知道自己在哪个地方，但是北斗卫星导航系统来讲除了这项功能外，还可以让别人知道你在哪儿，还可以让自己知道别人在哪个地方，这是北斗有别于其他系统的重要特色。北斗的加入非常有利于大家卫星导航的应用。
日前，北斗卫星导航系统卫星系统总设计师谢军在珠海航展上接受采访时说，“老百姓现在接触比较多的确实就是GPS，GPS是美国的，而我们国家目前建设的北斗导航卫星系统，应该讲它未来的应用可以跟GPS相媲美。”谢军认为，GPS的应用或者卫星导航系统的应用，是无时不在、无处不在。而且“定位导航”只是北斗的一个用途，也是最简单的、最基本的功能。
资料图：北斗卫星导航应用示意图
北斗系统可在全球范围全天候为用户提供高精度服务
北斗卫星导航系统﹝BeiDou Navigation Satellite System﹞是中国正在实施的自主发展、独立运行，与世界其他卫星导航系统兼容共用的全球卫星导航系统。可在全球范围内全天候、全天时，为各类用户提供高精度、高可靠的定位导航、授时服务。目前，北斗导航与美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯、欧盟的伽利略系统构成国际卫星导航格局中的“四强”。
在我国及周边地区，北斗系统基本服务性能如下：
1.位置精度：平面10米、高程10米。
2.测速精度：每秒0.2米。
3.授时精度：单向50纳秒。
4.可提供双向高精度授时和短报文通信服务。
通过广域差分和地基增强等手段，北斗系统服务性能还可进一步提高，满足各类用户需求。
资料图：北斗卫星导航系统“三步走”发展路线图
中国卫星导航系统建设实施“三步走”发展战略
冉承其表示，中国卫星导航系统建设是国家科技重大专项，实施“三步走”发展战略。第一步，2000年建成了北斗卫星导航试验系统，解决了我国自主卫星导航系统的有无问题；第二步，建设北斗卫星导航系统，2012年形成区域覆盖能力；第三步，2020年左右，形成全球覆盖能力。在全国人民和各有关部门的
大力支持下，参与系统研制、建设、试验、应用和管理的全体人员，按照“质量、安全、应用、效益”的总要求，坚持“自主、开放、兼容、渐进”的发展原则，瞄准建设世界一流卫星导航系统目标，大力协同、奋力攻关，完成了我国卫星导航系统第二步建设任务，走出了一条中国特色卫星导航发展道路。
2000年到2003年，我国成功地将三颗北斗导航试验卫星送入太空，建立起完善的北斗卫星导航试验系统，使我国成为继美俄之后第三个拥有自主卫星导航系统的国家，实现了我国自主卫星导航系统的有无问题，实现了新的突破。
2012年10月25日23时33分，我国成功将第16颗北斗导航卫星送入预定轨道，北斗导航工程区域组网顺利完成。我国北斗卫星导航系统建设第二步战略目标全部实现，系统完全具备了稳定连续的覆盖亚太地区的服务能力。
到2020年，我国将建成由30余颗卫星组成的北斗全球卫星导航系统，提供覆盖全球的高精度、高可靠的定位、导航和授时服务，完成我国北斗卫星导航系统建设的第三步战略。
资料图
北斗系统正在全面走向应用
北斗的应用，从2003年开始一直持续发展、蓬勃发展。北斗卫星导航系统试验系统的应用，从2003年开始已经广泛应用到我国的各行各业和大众消费领域。北斗无源导航定位服务从去年的今天试运行发布会以后，就已经开始应用。
卫星导航系统是军民两用系统将有利于中国的国防建设
建设中国自己的卫星导航系统是我们国家基于国家的重大战略需求，基于国家的长远发展作出的重要决策。是为了满足国家对卫星导航的战略需求而建设的。卫星导航系统的建设会促进国家导航产业链的发展，促进国家信息化的建设
以及改变经济发展方式，同时大家也非常清楚，卫星导航系统就是一个军民两用系统，它的建设对中国的国防建设是有利的，它应该有利于中国的国防建设。
北斗系统的建设有力带动航天科技工业的快速发展
当前，中国航天科技正处于高密度发射阶段，今年航天科技集团公司成功实行了19次卫星发射，将28颗卫星和航天器成功送入到预定轨道，再一次在国际发射任务中排名第二。
北斗系统的建设有力带动了航天科技工业的快速发展。在技术上通过自主创新，突破了一批关键技术。另外卫星系统星上产品成熟度快速提升，运载火箭系统发射的适应性和可靠性不断提高。在管理上，通过北斗导航系统的建设，我们探索了一套非常行之有效的组批生产和组批测试的管理模式。同时，在人才队伍建设方面，通过北斗卫星工程的研制培养了一批具有国际水准的非常年轻的优秀人才。
北斗应用产业化，车联网迎来发展机遇
随着北斗导航系统的迅速发展，今后我国所有的重点营运车辆都将安装北斗卫星导航系统。北斗导航系统的投入使用，将打破GPS在我国卫星导航领域的垄断地位，将显著降低导航地图和动态交通信息服务公司的成本。
北斗系统解决了信号来源，使我们不再单一依赖GPS，使产业有了自己的根和魂。通过北斗产业化，可以把产业链的薄弱环节做大、做强，对促进我国卫星导航和位置服务产业链的良性健康发展具有重大意义。
我国渔政船全部装备北斗导航系统增强救助渔民能力
目前我国渔政公务执法船已全部装备有我国自主研发并提供相关服务的“北斗”导航指挥系统，有效增强救助渔民能力，对保障我国渔业安全发挥了重要作用。
对于北斗的应用，冉承其说，卫星导航的应用业内有一句俗话：卫星导航的应用只受人们想象力的限制，没有做不到的，只有想不到的。大家如果问哪个行业能用，每个行业都能用，每个地方都可以用。
冉承指出，卫星导航产业的前景是巨大的，它和互联网、移动通信并称为世界上三大IT产业，有专家预计全世界卫星导航产业可以达到5000亿美元左右，中国大概是5000亿人民币左右，目前看这个势头会远远超过，因为我们有一个行业统计，今年卫星导航产业已经超过1200亿元，所以我们对卫星导航应用的前景持非常乐观的态度
中国北斗卫星导航系统
中国北斗卫星导航系统（COMPASS，中文音译名称BeiDou，北斗政府网站：https://www.360docs.net/doc/8c5320128.html,），作为中国独立发展、自主运行的全球卫星导航系统，是国家正在建设的重要空间信息基础设施，可广泛用于经济社会的各个领域。 北斗卫星导航系统能够提供高精度、高可靠的定位、导航和授时服务，具有导航和通信相结合的服务特色。通过１９年的发展，这一系统在测绘、渔业、交通运输、电信、水利、森林防火、减灾救灾和国家安全等诸多领域得到应用，产生了显著的经济效益和社会效益，特别是在四川汶川、青海玉树抗震救灾中发挥了非常重要的作用。 中国北斗卫星导航系统是继美国ＧＰＳ、俄罗斯格洛纳斯、欧洲伽利略之后，全球第四大卫星导航系统。北斗卫星导航系统２０１２年将覆盖亚太区域，２０２０年将形成由３０多颗卫星组网具有覆盖全球的能力。高精度的北斗卫星导航系统实现自主创新，既具备ＧＰＳ和伽利略系统的功能，又具备短报文通信功能。 北斗卫星导航系统的建设目标是：建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统，促进卫星导航产业链形成，形成完善的国家卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系，推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，空间段包括5颗静止轨道卫星和３０
颗非静止轨道卫星，地面段包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站，用户段包括北斗用户终端以及与其他卫星导航系统兼容的终端。 按照“三步走”的发展战略，北斗卫星导航系统将于２０１２年前具备亚太地区区域服务能力，２０２０年左右建成由２０余颗卫星、地面段和各类用户终端构成的、覆盖全球的大型航天系统。 北斗卫星导航系统的建设历程我国建设北斗导航检测认证体系 “三步走”计划 第一步即区域性导航系统，已由北斗一号卫星定位系统完成，这是中国自主研发，利用地球同步卫星为用户提供全天候、覆盖中国和周边地区的卫星定位系统。中国先后在２０００年１０月３１日、２０００年１２月２１日和２００３年５月２５日发射了３颗“北斗”静止轨道试验导航卫星，组成了“北斗”区域卫星导航系统。北斗一号卫星在汶川地震发生后发挥了重要作用。 第二步，即在“十二五”前期完成发射１２颗到１４颗卫星任务，组成区域性、可以自主导航的定位系统； 第三步，即在２０２０年前，有３０多颗卫星覆盖全球。北斗二号将为中国及周边地区的军民用户提供陆、海、空导航定位服务，促进卫星定位、导航、授时服务功能的应用，为航天用户提供定位和轨道测定手段，满足导航定位信息交换的需要等。北斗闪耀星空照亮国人 之路——访中国航天科技集团公司总经理马兴瑞
北斗卫星导航定位系统简介
北斗卫星导航定位系统，是中国自行研制开发的区域性有源三维卫星定位与通信系统（CNSS），是除美国的全球定位系统（GPS）、俄罗斯的GLONASS之后，第三个成熟的卫星导航系统。卫星导航系统是重要的空间基础设施，它综合了传统天文导航定位和地面无线电导航定位的优点，相当于一个设置在太空的无线电导航台，可带来巨大的社会经济效益。在测绘、电信、水利、公路交通、铁路运输、渔业生产、勘探、森林防火和国家安全等诸多领域会逐步发挥重要作用。 世界上第一个全球卫星导航系统是美国从1973年开始实施的GPS系统，军民两用。但长期以来，美国对本国军方提供的是精确定位信号，对其他用户提供的则是加了干扰的低精度信号――也就是说，地球上任何一个目标的准确位置，只有美国人掌握，其他国家只知道个“大概”。为打破美国的垄断，俄罗斯耗资30多亿美元建起了自己的全球卫星导航系统GLONASS。2002年，欧盟启动了伽利略（Galileo）全球卫星导航定位系统计划，将在2008年投入运营，预计投资36亿欧元。2003年，我国与欧盟签署了有关伽利略计划的合作协定，目前双方合作项目已有14个。我国自上世纪80年代引进首台GPS接收机以来，已成为GPS应用大国。作为一个拥有广阔领土和海域的国家，中国有能力也有必要拥有自己的全球定位系统。 北斗卫星导航定位系统的系统构成有：由两颗地球静止卫星(800E和1400E)、一颗在轨备份卫星(110.50E)、中心控制系统、标校系统和各类用户机等部分组成。可向用户提供全天候、二十四小时的即时定位服务，定位精度可达20纳秒的同步精度，水平精度100米(1σ)，设立标校站之后为20米(类似差分状态)。其精度与GPS相当。工作频率为2491.75MHz，系统容纳的最大用户数达每小时540000户，短报文通信一次可传送多达120个汉字的信息（GPS不具备此项功能），精密授时的精度达20纳秒。 2007年2月3日，第四颗试验“北斗星”在西昌成功发射。 这一系统目前共有四颗导航定位卫星，其发射时间分别为： 2000年10月31日； 2000年12月21日； 2003年5月25日，第三颗是备用卫星。 2007年2月3日，北斗导航试验卫星升空。 中国向着努力开发一个堪与美国GPS系统和欧洲伽利略系统(Galileo)媲美的定位系统又迈进了一步。“北斗”导航卫星通过“长征三号甲”运载火箭成功发射，凸显中国政府发展航天工业的决心。此前数周，中国用一种由导弹发射的“动能拦截器”击毁了一颗老化气象卫星，美国对此表示担忧。 北斗卫星导航定位系统——英文名为“Compass”——的计划一直处于保密状态，官方一再拒绝透露意图。不过，最近的卫星发射，似乎是要加强一个相对不很精确的系统，该系统以2000年至2003年发射的三颗北斗卫星为基础。今年初将发射两颗地球静止卫星，使北斗卫星导航系统到2008年能够覆盖中国全境和邻近国家部分区域。北斗卫星导航系统最终将通过由30颗非静止轨道卫星组成的卫星“星座”，扩展到覆盖全球。它将类似于美国的GPS系统（全球定位系统）和欧洲的伽利略卫星网络。 更为精确的定位，对于中国军队来说将是一项重大财富。扩展后的北斗卫星导航系统，将使用与伽利略系统相同的无线电频率，可能也会与GPS系统相同，在战时使敌方更难以干扰网络。 北斗卫星导航系统的开发，可能会对伽利略系统的商业成功构成挑战。虽然中国是伽利略项目的合作方之一，中国政府和企业在相关设施及商业应用研究方面投入了2亿欧元（合2.6亿美元），但中国正成为该 项目的一个潜在竞争者。
北斗卫星导航系统定位原理及应用
xxxx导航系统定位原理及其应用 北斗卫星定位系统是由中国建立的区域导航定位系统。该系统由四颗（两颗工作卫星、2颗备用卫星）北斗定位卫星（北斗一号）、地面控制中心为主的地面部份、北斗用户终端三部分组成。北斗定位系统可向用户提供全天候、二十四小时的即时定位服务，授时精度可达数十纳秒(ns)的同步精度，北斗导航系统三维定位精度约几十米，授时精度约100ns。美国的GPS三维定位精度P码目前己由16m提高到6m，C/A码目前己由25-100m提高到12m，授时精度日前约20ns。。 北斗一号导航定位卫星由中国空间技术研究院研究制造。四颗导航定位卫星的发射时间分别为： 2000年10月31日； 2000年12月21日； 2003年5月25日， 2007年4月14日，第三、四颗是备用卫星。2008年北京奥运会期间，它将在交通、场馆安全的定位监控方面，和已有的GPS卫星定位系统一起，发挥?双保险?作用。北斗一号卫星定位系统的英文简称为BD，在ITU（国际电信联合会）登记的无线电频段为L波段（发射）和S波段（接收）。北斗二代卫星定位系统的英文为Compass（即指南针），在ITU登记的无线电频段为L波段。北斗一号系统的基本功能包括： 定位、通信（短消息）和授时。北斗二代系统的功能与GPS相同，即定位与授时。 其工作原理如下： ?北斗一号?卫星定位系出用户到第一颗卫星的距离，以及用户到两颗卫星距离之和，从而知道用户处于一个以第一颗卫星为球心的一个球面，和以两颗卫星为焦点的椭球面之间的交线上。另外中心控制系统从存储在计算机内的数字化地形图查寻到用户高程值，又可知道用户出于某一与地球基准椭球面平行的椭球面上。从而中心控制系统可最终计算出用户所在点的三维坐标，这个坐标
北斗卫星导航系统对交通运输行业的影响
1北斗卫星导航系统在交通运输检测领域的应用 卫星导航系统的应用对于交通运输行业有着非常深远的意义，交通运输领域是北斗卫星导航系统应用最为广泛的一个领域。利用卫星导航系统，能够有效地完成以下工作：车辆的监督及管理、车辆行驶状态的调查以及控制、调度车辆;为船舶运输提供导航服务;为交通行业中基础设施的建设和维修提供服务[1]。而在今后的发展过程中，利用卫星导航系统，还会推出个人的相关服务内容，例如打车服务、公交车服务等，总体来说，卫星导航系统对交通运输行业有着非常重要的作用。 1.1北斗卫星导航系统在智能交通系统中的应用 智能交通系统是建设智能化城市的重要内容，在该系统中，涉及很多先进的技术，包括信息技术、通信技术以及应用计算机技术等，智能交通系统将这些技术进行有效融合，将人、车及路很好地结合在一起，互相协调，共同运作。同时，在北斗卫星导航系统的支持下，将逐渐取代GPS，成为智能交通系统中的主要交通运输管理系统，这种管理系统具备更高效、更准确以及更及时的特点。在这一交通系统的支持下，车辆的全部信息、用户的全部信息及交通信息等，都可以进行有效结合，共同组成交通监管系统的各个环节。所以，北斗卫星导航系统将会在智能交通系统中得到广泛应用。而利用该系统中的信息采集系统，能够实现更精准的车辆定位，并将车辆的定位信息实时发送到智能交通信息系统中，例如路面信息、红绿灯控制信息以及车辆禁止通行等方面的信息。
1.2北斗卫星导航系统在铁路交通中的应用 近几年，我国社会经济和科学技术都迅速发展，各地区之间的联系越来越频繁，人们通过某种交通方式流动在不同城市之间，其中铁路运输的压力最为严峻。事实上，大量的人口流动及不断增加的货物流通都给铁路部门带来了非常严峻的考验，运输的安全也受到了影响。在这种环境下，北斗卫星运输导航系统应运而生，利用该系统，使铁路交通运输控制更加有效，出行的安全性也大大提升。在北斗卫星导航系统的应用下，铁路运输系统进一步实现了智能化发展，具备了良好的管理环境，铁路运输部门的管理控制工作和精准化统筹也变得更加有效。同时，利用导航系统中的定位系统，能够更快速地获取车辆的行驶信息，方便对铁路车辆进行更高效的管理。 除此之外，由于北斗卫星导航系统还具备通信方面的功能，铁路部门还可以利用该系统建立独立的通信平台，将相关环节的技术体系进行有效结合，实现各个运输环节的有效管理。举例来说，铁路部门可以将冷藏运输和监控中心进行结合，实现双方的数据传输，并利用北斗卫星导航系统中的通信功能，及时将运输信息传输到管理部门，为管理部门制定相应的管理方式和发送指令提供有效的参考依据。一般来说，北斗导航芯片的跟踪定位灵敏度可达-155~159dBm，失锁重定位时间通常在0.5~3s，精准度可达3~10m。 1.3北斗卫星导航系统在海运、水运交通中的应用 如今，海运和水运已经成为货物运输的主要运输方式，针对航运及水运的导航方面，也是卫星导航系统应用最早的领域。而将北斗卫
北斗卫星导航系统常识简介
北斗卫星导航系统常识 简介 集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-
北斗卫星导航系统常识简介一、北斗卫星导航系统现状 中国北斗卫星导航系统（BeiDouNavigationSatelliteSystem，BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统。是继美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统（BDS）和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。 北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。 北斗卫星导航系统空间段由5颗静止轨道卫星（又称24小时轨道，指轨道平面与赤道平面重合，卫星的轨道周期等于地球在惯性空间中的自转周期，且方向亦与之一致，即卫星与地面的位置相对保持不变，故这种轨道又称为静止卫星轨道。一般用作通讯、气象等方面）和30颗非静止轨道卫星组成，2012年左右，“北斗”系统将覆盖亚太地区，2020年左右覆盖全球。中国正在实施北斗卫星导航系统建设，截止2016年10月已成功发射16颗北斗导航卫星。 2000年，首先建成北斗导航试验系统，使我国成为继美、俄之后的世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。北斗导航系统是覆盖中国本土的区域导航系统，覆盖范围东经约70°-140°，北纬5°-55°。北斗
北斗卫星导航系统在智能交通系统中的应用
The Application of Compass in the Intelligent Transportation System Zhigang Xu Police Maritime Academy, Ningbo, China Xzg6708@https://www.360docs.net/doc/8c5320128.html, Abstract: According to the current development problems of developed urban transportation and Intelligent Transportation System (ITS), and the characteristics of Compass application in the ITS, the all aspects of applications of Compass in the ITS are analyzed in this paper, and then some problems about these applications and their suggestions are also proposed. Keywords: Compass; Intelligent Transportation System (ITS); Location Based Service (LBS) 北斗卫星导航系统在智能交通系统中的应用 徐志刚 公安海警学院，宁波，中国，315801 Xzg6708@https://www.360docs.net/doc/8c5320128.html, 【摘要】根据当前发达城市交通以及我国在智能交通系统发展中存在的问题，结合北斗卫星导航系统在智能交通系统中应用的特点，分析了北斗卫星导航系统在智能交通系统各方面的应用，并针对这些应用提出了可能存在的问题及建议。 【关键词】北斗卫星导航系统；智能交通系统；基于位置服务 1 引言 我国是一个经济持续发展的发展中国家，改革开放以来，城市化与汽车化发展十分迅猛。改革开放前，城市化水平不足19%，据今年公布的人口普查结果，我国的城镇人口接近6.66亿人，城镇化率达到 49.68 %；相应的车辆增长也非常快速，截至2011年6月底，全国机动车总量达2.17亿辆，其中私家车达7206万辆，并且私家车拥有率呈不断增长的趋势。反观中国城市道路建设情况，改革开放以来，中国道路交通设施及管理设施虽然有较大改观，但远远跟不上机动车增长速度，而且总体水平与发达国家有较大差距，特别是大多数城市路网结构不合理，道路功能不完善，道路系统不健全。造成城市交通拥塞严重，交通效率大大下降。另外，交通拥堵、车速下降以及车况差、车辆技术性能低等，致使汽车尾气对城市的空气污染剧增。同时，车辆状况差也直接影响到城市交通，并已成为制约我国城市交通的重要因素。以车况较好的北京市为例，平均日故障次数达500次以上，给城市交通带来巨大压力。另外一个问题，就是我国大多城市交通管理设施缺乏，管理水平不高。即使各地都建立了交通控制中心，大多只是实现了监视功能，而远没有发挥控制功能。 正是由于的车辆、道路和管理发展不均衡所带来的问题，迫切需要发展智能交通系统（Intelligent Transportation System，ITS）来缓解上述问题。智能交通系统是以信息、通信、控制和计算机技术将人、车、路三者紧密协调、和谐统一，而建立起的大范围内、全方位发挥作用的实时、准确、高效的运输管理系统。ITS将有效地利用现有交通设施、减少交通负荷和环境污染、保证交通安全、提高运输效率、促进社会经济发展、提高人民生活质量，并以推动社会信息化及形成新产业受到各国的重视，目前已成为世界21世纪交通系统的发展方向。我国在上世纪90年代末期就确立智能交通系统的研究和发展战略，并已经在北京、上海、广州等一些发达城市实施了ITS的“关键技术开发和示范工程”。经过十多来年的发展，我国ITS 发展总体形势良好，但在管理面层主要存在问题如下：体制分散，统一协调不够；引进太多，消化创新不够；政府主导，民间参与不够。从技术的战略面层来看，我国几乎所有的ITS都是建立在美国的全球定位系统（GPS）的基础上的，这是个基础性战略性的缺陷。现在我国的北斗卫星导航系统（下述简称“北斗系统”）发展快速，完全可以取代GPS在ITS的地位，北斗系统将在我国的ITS中具有更加重要和更广泛的应用。。 2 北斗卫星导航系统在智能交通系统中应用的特点 北斗卫星导航系统由空间星座、地面控制和用户终端三大部分组成。空间星座部分由 5 颗对地球静止轨道（GEO）卫星和30 颗对地球非静止轨道 （Non-GEO）卫星组成。北斗卫星导航系统建成后将
《“北斗卫星导航系统”》阅读练习及答案
阅读下面的文字，完成各题。 材料一： 材料二： 2005年，当时正在建设的北斗二号系统的“原子钟”突遇问题。 原子钟就如同一块“手表”，为卫星导航用户提供精确的时间信息服务。事实上，高精度的时间基准技术是卫星导航系统最核心的技术， 直接决定着系统导航定位精度，对整个工程成败起着决定性作用，其重要性如同人的心脏。 当时还想引进，但人家就不给你。因为这是个高精度的东西，他 们要对我们进行技术控制。没有原子钟，这个系统基本上就是空中楼阁。 国外的技术封锁，坚定了科研人员自力更生的信念。大家有了一 个共识，核心关键技术必须要自已突破，不能受制于人。当时北斗人 有一句话，“六七十年代有原子弹，我们北斗人一定要有我们自己的原子钟”。 他们成立了三支队伍同时开展研发，并在基础理论、材料、工程 等领域同步推进。就这样，仅仅用了两年的时间，科研团队就攻克了
原子钟这个最大技术屏障。不仅如此，现在用在北斗三号上的原子钟，已提升到每300万年才会出现1秒误差的精度，完全满足了我国的定位精度要求。 （摘编自“央视网”）材料三： 2018年7月29日9时48分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火费，以“一箭双星”的方式成功发射第33、34颗北斗导航卫星。 这是北斗三号全球组网卫星的第四次发射。两颗卫星均属于中圆 地球轨道卫星，是我国北斗三号系统第9、10颗组网卫星。 根据计划，2018年年底前将建成由18颗北斗三号卫星组成的基本系统，为“一带一路”沿线国家提供服务。从这次发射开始，北斗 卫星组网发射进入前所未有的高密度期。 （摘编自“新华网”）材料四： 据俄罗斯《劳动报》网站2018年8月26日报道，中国已与美国的全球定位系统（GPS）和俄罗斯的“格洛纳斯”全球卫星导航系统 展开激烈竞争。今年北斗系统将开始向“一带一路”沿线国家和地区 提供基本导航服务。两年之后，北斗将向全球提供导航服务。 报道认为，中国对太空领先地位的积极争夺令美国等太空强国感 到不安。尽管中国每年对太空项目的60亿美元投入与美国的400亿美元相差甚远，但中国发射的卫星数量却与美国不相上下。此外，中
北斗卫星导航系统主要应用领域
北斗卫星导航系统主要应用领域 1、交通运输重点运输监控管理、公路基础设施、港口高精度实时定位调度监控； 2、海洋渔业船位监控、紧急救援、信息发布、渔船出入港管理； 3、水文监测多山地域水文测报信息的实时传输； 4、气象监测气象测报型北斗终端设备，大气监测预警系统应用解决方案； 5、森林防火定位、短报文通信； 6、通信时统开展北斗双向授时，研制出一体化卫星授时系统； 7、电力调度基于北斗的电力时间同步； 8、救灾减灾提供实时救灾指挥调度、应急通信、信息快速上报、共享； 9、军工领域定位导航；发射位置的快速定位；搜救、排雷定位等。 国家积极推动北斗民用化进程，一系列的鼓励政策，为北斗的应用发展提供了广阔的空间。北斗卫星导航系统解决了精准定位的问题，靠一个北斗终端就能走遍大江南北。北斗系统的定位服务将在未来智慧生活中发挥巨大作用。 如今的北斗卫星导航系统已成功应用于测绘、电信、水利、渔业、交通运输、森林防火、减灾救灾和公共安全等诸多领域，北斗卫星导航系统在使用中产生显着的经济效益和社会效益。 在气象行业，北斗卫星导航系统广泛应用于气象观测、灾害监测和气象信息的收集与发布，包括大气风向风速、水汽含量、海风海浪、雷电观测和预警等，极大提升气象观测、预报和灾害预警发布水平，增强气象领域防灾减灾能力。 中国海洋渔业水域面积300多万平方公里，现有渔船100多万艘、渔业人口2000多万，海洋渔业涉及渔民生命安全、国家海洋经济安全、海洋资源保护和海上主权维护，现已成为北斗民用规模最大的行业。北斗卫星海洋渔业安全生产信息服务系统的应用极大地保障了渔船的出海安全，巩固和发展了渔业生产，推动了“平安渔业”建设。以赴南沙生产作业的渔船为例。农业部南海区渔政局建立了“南沙渔船船位监控指挥管理系统”，系统建成后，监控中心能随时获知渔船方位，大大方便了相关职能部门对渔业生产的管理，实现看得见的管理调度。当渔民在海上遇险时，可以通过渔船上的卫星导航通信系统向监控中心发送遇险报告，监控中心收到报告时就可以根据卫星定位确定距离遇险渔船最近的船只，
北斗二号卫星导航系统介绍与应用.
北斗二号卫星导航系统介绍及应用 南京工业大学工业工程 北斗二号卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统(BDS ,是继美全球定位系统(GPS 和俄 GLONASS 之后第三个成熟的卫星导航系统。系统由空间端、地面端和用户端组成,可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务,并具短报文通信能力,已经初步具备区域导航、定位和授时能力,定位精度 10m ,授时精度优于 100ns 。 2012年 12月 27日,北斗二号系统空间信号接口控制文件正式版正式公布,北斗导航业务正式对亚太地区提供无源定位、导航、授时服务。 北斗二号卫星导航系统由空间端、地面端和用户端三部分组成。空间端包括 5颗静止轨道卫星和 30颗非静止轨道卫星。地面端包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站。用户端由北斗用户终端以及与美国 GPS 、俄罗斯 GLONASS 、欧盟 GALILEO 等其他卫星导航系统兼容的终端组成。 北斗二号卫星导航系统是在北斗一号的基础上建设的卫星导航系统, 但其并不是北斗一号的简单延伸, 完整构成的北斗二号卫星导航系统是一个类似于 GPS 和GLONASS 的全球导航系统。 一.研发背景 1. 重要的战略意义 战略意义一:建设北斗卫星导航系统, 是提高我国国际地位的重要载体战略意义二:是促进和推动经济社会发展的强大动力。战略意义三:是推动我国信息化建设的重要保证。战略意义四:是应对重大自然灾害的生命保障。战略意义五:是增强武器效能,维护国家安全的根本命脉 v 战略意义七:是我国履行航天国家国际责任的需要。战略意义八:对提升中国航天的能力, 推动航天强国建设意义重大。 2. 北斗一号卫星导航系统及其不足
北斗卫星导航系统
北斗卫星导航系统- 简介 北斗卫星导航系统 北斗卫星导航系统﹝BeiDou（COMPASS）Navigation Satellite System﹞是中国独立发 展、自主运行，并与世界其他卫星导航系统兼容互用的全球卫星导航系统。 北斗卫星导航系统既能提供高精度、高可靠的定位、导航和授时服务，还具备短报文通信、差分服务和完好性服务特色，是中国国家安全、经济和社会发展不可或缺的重大空间信息基础设施。 北斗卫星导航系统包括北斗一号和北斗二号两代导航系统。其中北斗一号用于中国及其周边 地区的区域导航系统，北斗二号是类似美国GPS的全球卫星导航系统。[1] 北斗卫星导航系统建设目标是：建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统，促进卫星导航产业链形成，形成完善的中国卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系，推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。[2] 三步走 按照“质量、安全、应用、效益”的总要求，坚持“自主、开放、兼容、渐进”的发展原则，北斗卫星导航系统按照“三步走”的发展战略稳步推进。具体如下： 第一步，2000年建成北斗卫星导航试验系统，使中国成为世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。 第二步，建设北斗卫星导航系统，2012年左右形成覆盖亚太大部分地区的服务能力。 第三步，2020年左右，北斗卫星导航系统形成全球覆盖能力。[3][4] 北斗卫星导航系统- 系统组成
北斗导航卫星应用战略图 北斗卫星导航系统包括北斗一号和北斗二号的2代系统，由空间段，地面段，用户段三部分 组成。 空间段 空间段包括五颗静止轨道卫星和三十颗非静止轨道卫星。地球静止轨道卫星分别位于东经5 8.75度、80度、110.5度、140度和160度。非静止轨道卫星由27颗中圆轨道卫星和3颗同步 轨道卫星组成。 地面站 地面段包括主控站、卫星导航注入站和监测站等若干个地面站。 主控站主要任务是收集各个监测站段观测数据，进行数据处理，生成卫星导航电文和差分完好性信息，完成任务规划与调度，实现系统运行管理与控制等。 注入站主要任务是在主控站的统一调度下，完成卫星导航电文、差分完好性信息注入和有效载荷段控制管理。 监测站接收导航卫星信号，发送给主控站，实现对卫星段跟踪、监测，为卫星轨道确定和时间同步提供观测资料。 用户段 用户段包括北斗系统用户终端以及与其他卫星导航系统兼容的终端。系统采用卫星无线电测
北斗卫星导航应用产业发展规划
北斗卫星导航应用产业发展规划
湖北省北斗卫星导航应用产业发展规划 北斗卫星导航应用产业（以下简称北斗产业）是以卫星导航和地理空间信息为基础、以具有时空特征标识的各类数据为资源、以面向市场需求提供智能化服务产品为主要特征的战略性新兴产业。 随着全球信息技术特别是利用时空标识的信息技术不断创新，新产品、新服务、新业态大量涌现，不断激发新的消费需求，成为日益活跃的消费热点，市场发展潜力巨大。以基于位置的智能化服务为切入点，大力发展北斗产业，能有效拉动需求，加快居民消费升级，是一项既利当前又利长远、既稳增长又调结构的重要举措。 为促进我省北斗产业快速发展，根据《国务院关于促进信息消费扩大内需的若干意见》、《国家战略性新兴产业发展规划纲要》、《国家卫星导航产业中长期发展规划》，结合我省实际，编制本规划，规划期为2014年—2020年。 一、发展现状与面临形势 北斗卫星导航系统于2012年完成组网，实现亚太地区全覆盖并正式投入使用，2012年12月27日，我国正式公布北斗ICD文件，拉开了北斗产业化、全球化帷幕。目前在我国已形成五大有明显特征的发展区域，其中，以北京为中心的环渤海地区，依托国家部委、相关研究院所集中的优势，开始形成以引进技术设备、重大装备制造为主的产业格局；以西安为主的川渝陕地区，主要依托所在地航天、航空部门的技术、设备、人才等优势，发展以卫星零部件制造为主的产业格局；以上海、南京为主的长三角地区，利用资金、市场等优势，发展以芯片制造、天线制造为主的产业格局；以广州、深圳、中山为主的珠三角地区，依托区位、资金、机制等优势，发展以引进、组装、制造卫星导航终端产品为主的产业格局。 以我省为主的中部地区，依托测绘地理信息领域拥有的人才和技术优势，形成了以武汉为中心的高精度定位服务和地理信息采集、处理、分析等为主的产业发展格局，是全国五大区域中同时拥有人才优势、技术优势、产业优势的重要区域。 2012年，全国卫星导航与地理信息相关产业的总规模是2000亿元（国家测绘地理信息局统计），据我省不完全统计产值达到190亿元。由于我省人才
北斗卫星导航系统常识简介
北斗卫星导航系统常识简介一、北斗卫星导航系统现状 中国北斗卫星导航系统（BeiDouNavigationSatelliteSystem，BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统。是继美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统（BDS）和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。 北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，可 在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力，已经初步具备区域导航、 定位和授时能力，定位精度10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。 北斗卫星导航系统空间段由5颗静止轨道卫星（又称24小时轨道，指轨道平面与赤道平面重合，卫星的轨道周期等于地球在惯性 空间中的自转周期，且方向亦与之一致，即卫星与地面的位置相对 保持不变，故这种轨道又称为静止卫星轨道。一般用作通讯、气象 等方面）和30颗非静止轨道卫星组成，2012年左右，“北斗”系统将覆盖亚太地区，2020年左右覆盖全球。中国正在实施北斗卫星导航系统建设，截止2016年10月已成功发射16颗北斗导航卫星。
2000年，首先建成北斗导航试验系统，使我国成为继美、俄之 后的世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。北斗导航系统是 覆盖中国本土的区域导航系统，覆盖范围东经约70°-140°，北纬5°-55°。北斗卫星系统已经对实现全覆盖。该系统已成功应用于测绘、电信、水利、渔业、交通运输、森林防火、减灾救灾和公共安全等 诸多领域，产生显着的经济效益和社会效益。特别是在2008年北京奥运会、汶川抗震救灾中发挥了重要作用。 北斗产业应用前景广阔，预计到2020年，仅北斗卫星导航市场将达到年产值4000亿元人民币，年复合增长率达到40%以上。”中国科学院院士、中国工程院院士、着名测量与遥感学家李德仁介 绍说 二、卫星定位原理 北斗卫星导航系统35颗卫星在离地面2万多千米的高空上，以固定的周期环绕地球运行，使得在任意时刻，在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。 由于卫星的位置精确可知，在接收机对卫星观测中，我们可得到卫星到接收机的距离，利用三维坐标中的距离公式，利用3颗卫星，就可以组成3个方程式，解出观测点的位置（X,Y,Z）。考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差，实际上有4个未知数，X、Y、Z和钟差，因而需要引入第4颗卫星，形成4个方程式进行求解，从而
北斗卫星导航系统应用简析
北斗卫星导航系统应用简析 一、北斗卫星导航系统概述 1.1北斗卫星导航系统发展 中国北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System，BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统。是继美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统（BDS）和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。 2012年12月27日，北斗系统空间信号接口控制文件正式版1.0正式公布，北斗导航业务正式对亚太地区提供无源定位、导航、授时服务。 2013年12月27日，北斗卫星导航系统正式提供区域服务一周年新闻发布会在国务院新闻办公室新闻发布厅召开，正式发布了《北斗系统公开服务性能规范（1.0版）》和《北斗系统空间信号接口控制文件（2.0版）》两个系统文件。 2014年11月23日，国际海事组织海上安全委员会审议通过了对北斗卫星导航系统认可的航行安全通函，这标志着北斗卫星导航系统正式成为全球无线电导航系统的组成部分，取得面向海事应用的国际合法地位。中国的卫星导航系统已获得国际海事组织的认可。 1.2北斗卫星导航系统构成 北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。 1.3北斗导航系统特点 （1）开放性。北斗卫星导航系统的建设、发展和应用将对全世界开放，为全球用户提供高质量的免费服务，积极与世界各国开展广泛而深入的交流与合作，促进各卫星导航系统间的兼容与互操作，推动卫星导航技术与产业的发展。
北斗卫星导航系统在智慧城市中的应用
北斗卫星导航系统在智慧城市中的应用 学院空间科学与技术学院 专业航天工程 学生姓名赵琨 学号1513122970 老师张华副教授
伴随着城市扩大化，“城市病”成为困扰各个城市的建设与管理 的首要难题，资源短缺、环境污染、交通拥堵、安全隐患等问题日益突出。联合全球卫星定位系统、物联网技术、云计算技术和新一代通讯技术等信息技术，建立智慧城市，将成为解决城市问题的可行方案。北斗卫星导航系统是中国自主研制的全球卫星导航系统，具有全天候、全天时快速定位、短报时通信、精密授时服务三大功能，为物联网提供了导航信息和测绘信息等核心信息。智慧交通、智慧社区、智慧环保、智慧快递等北斗卫星民用项目的建立，可以促进北斗卫星深入人们的生活，逐步获得人们的认可。对北斗卫星进一步投入到我国全方位应用领域具有重要意义，进而更好地服务于城市建设和管理，促进社会和谐发展。 一、智慧城市的技术应用 智慧城市可理解为：把传感器装备到城市生活的各种物体上，通过超级计算机和云计算实现物联网整合，智慧城市是数字城市与物联网相结合的产物，包含智慧传感网、智慧控制网和智慧安全网。 1、北斗卫星 北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，空间段包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星，地面段包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站，用户段包括北斗用户终端以及与其他卫星导航系统兼容的终端。北斗卫星导航系统的工作过程是：首先由中心控制系统向卫星I和卫星II同时发送询问信号，经卫星转发器 向服务区内的用户广播。用户响应其中一颗卫星的询问信号，并同时
向两颗卫星发送响应信号，经卫星转发回中心控制系统。中心控制系统接收并解调用户发来的信号，然后根据用户的申请服务内容进行相应的数据处理。北斗卫星具有全天候、全天时快速定位、短报时通信、精密授时服务三大功能，为物联网提供了导航信息和测绘信息等核心信息。导航信息包括位置、速度、时间，它们是物联网核心信息；测绘和地理信息包括周围环境（影像信息）、地理空间信息、虚拟空间信息等，是物联网的参照信息。 2、物联网 物联网是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议把任何物品与互联网联接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。两院院士李德仁巧妙形象地把它描述为，把感应器嵌入和装备到电网、交通设施、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，并且被普遍连接，形成物联网，也就是物理设施首先被感知（感知层），然后通过有线、无线网络、云平台等信息技术使物理设施向外延伸并相互连接（传输层），最终达到为用户提供丰富的特点服务的目的（应用层）。 3、云计算 云计算是一种基于网络的支持异构设施和资源流转的服务供给模型，侧重于信息的处理和存储，通过平台进行数据整合，实现协同工作。智慧城市多个应用系统之间需要信息共享交互，各不同的应用系统需要共同选取数据综合计算、分析，最终得出综合结果，这就需
北斗导航卫星系统的应用
北斗导航卫星系统的应用 北斗卫星导航系统投入使用，结束了长期单一依赖国外系统的历史，确立了我国在卫星导航领域的国际地位。长期以来，我国卫星导航应用基本被国外技术垄断，交通运输、电力调度、通信网络、金融系统等重要基础设施过分依赖GPS，风险巨大，后果严重。北斗卫星导航系统的建成，中国成为继美、俄之后，第三个拥有自主卫星导航系统的国家，打破了国外的封锁与垄断，结束了长期单一依赖国外系统的历史。通过五年的开拓实践，北斗导航已经在国防和经济社会建设中发挥显著效益，卫星导航受制于人的被动局面得到根本扭转。2007年，联合国有关机构正式确认北斗为全球卫星导航四大核心系统之一，“中国北斗”成为一块让世界关注、让中国骄傲的民族品牌。 北斗卫星导航系统开放民用，在国民经济重点领域成功推广，有力保障了经济社会建设发展。国家对北斗应用推广非常重视，国家发改委、科技部、国防科工局、农业部等有关部委给予热情指导，并支持安排了一批应用示范项目。目前，北斗导航已成功应用于水利水电、海洋渔业、交通运输、气象测报、国土测绘、减灾救灾和公共安全等领域，牵引促进了电子、通信、机械制造、地理信息等相关产业和信息服务业的发展，产生了显著的经济效益和社会效益。 北斗导航全面亮相抗震救灾，发挥了独特优势和不可替代作用，有效提高国家减灾救灾应急能力。在多种重大自然灾害和重大活动中，北斗卫星导航定位保障能力经历了全面检验。 1、监测交通的安全性 随着我国公路建设的飞速发展，高速公路边坡综合防护系统研究日益引起公路部门重视。有效的边坡综合防护系统，对于加固路基，提高使用寿命、降低维护费用都是十分有效的。对于大跨度桥梁，特别是跨海的桥梁，传统变形测量方法受到极大的限制，需要新的测试方法。 北斗卫星导航系统技术用于公路边坡(滑坡、崩塌)、桥梁变形监测，由于不受通视条件的限制，因而选点灵活，可以根据监测需要，将监测点布设在对变形体的形变比较敏感的特征点上，而且卫星导航定位系统静态相对定位具有很高的定位精度和较强的作业自动化程度，这些特点和优点使得卫星导航定位系统在公路边坡等地质灾害及桥梁变形监测中有着广阔的应用前景。 基于北斗卫星导航系统的大型桥梁安全监测系统可以监测桥梁锚锭处沉降、桥塔处变位偏移、桥身相对变形；监测桥梁在异常状况下（地震、台风、船只撞击等）的动力响应，并且可以通过实时观测，得出桥梁的固有动态特性的发展状况；通过北斗卫星导航系统测试得到的桥梁变形与动态数据，对桥梁的安全状况进行评估，并实施预报警。 2、中国时间保障电力畅通 电网是一个巨大的系统工程，要确保电厂、变电站的设备运转同步进行，必须首先要确保设备内部时钟的一致性。为了统一内部时钟，此前我国电力系统不得不把美国的GPS（全球定位系统）作为主要的授时手段，通过GPS 的民用频道向电力系统的电力自动化设备、微机监控系统、安全自动保护设备、故障及事件记录等智能设备提供授时信号，以实现电力系统的“同步”运行。 但是，这一做法也存在着巨大的隐患。电力工业的安全生产关系国家能源安全和国民经济命脉，一旦发生紧急事态，GPS信号关闭或调整，将引发我国电网系统的重大安全事故。目前，我国电网每年都有因GPS卫星授时不准而发生的事故，给国家带来了巨大的经济损失。 基于我国北斗导航系统研制成功并投入使用的“北斗电力全网时间同步管理系统”，结束了我国电力运行时间完
北斗导航技术在现代农业中的应用 李亚栋
北斗导航技术在现代农业中的应用李亚栋 摘要:文章介绍了我国自主研发的北斗导航技术的发展的优势。对于发展这一系统的建设对我们国家在卫星导航领域的主导地位、推动经济和社会科学发展具有关键性作用。在推动北斗二代导航系的技术革新后,应用到现代军事信息化局部战争中具有一些重要的战略意义。 关键词:北斗导航;经济效益;军事应用 1卫星导航系统在世界各国中的发展趋势 1.1卫星导航系统建设由“一家独霸”向“多家竞争”转变 从世界范围看,美国率先构建GPS全球卫星导航系统进行深度开发应用,目前拥有最先进的技术,仍在持续推进现代化改造,引领卫星导航发展方向;俄罗斯不甘落后,随着国内经济逐步复苏,把加快GLONASS(格罗纳斯)能力建设作为一项重要战略任务,以重塑军事大国形象;欧盟克服内外部重重困难,全力推进Galileo(伽利略)系 统建设,为其.战略利益提供服务;印度、日本谋求摆脱受制于人的局面,相继发展自主区域卫星导航系统;我国也对北斗长远发展做出了筹划部署,2020年左右将建成全球卫星导航系统。这种发展态势,动摇了美国GPS的霸主地位,引发了世界范围内卫星导航系统建设的激烈竞争,已逐步呈现出你追我赶之势。 1.2卫星航系统性能由单一、概略向多元、精准转变 卫星导航系统是随着科技进步和产业发展不断拓展完善的。各国卫星导航系统建设实践表明,技术决定系统发展,不同技术阶段只能建成相应水平的系统,无论哪个国家都要经历一个由低级向高级逐步推进的过程。例如,美国第一代GPS功能比较单,经过30多年发展和持续现代化改造,定位精度、可用性、完好性和可靠性不断提升,精度优于1 m,自主导航运行能力将达180天,系统抗干扰和导航战能力 明显加强;俄罗斯GLONASS通过不断突破技术,加快了卫星更新换代,新增码分多址导航信号和部署星基增强系统,将具备提供重点区域亚米级导航服务能力;欧盟Galileo系统从试验验证起步,经过不断创新发展,系统精度将优于1 m,能够提供全球生命救援等多种服务。 1.3 卫星导航的应用由有限领域、局部服务向多元客户、全域服务转变 目前,美国GPS在能源、交通、电力金融、通信网络、精细农业、生命救援等全球民用领域广泛应用,占据世界卫星导航市场的95%份额;美军主战平台嵌入GPS 终端数量超.过10万个,单兵装备超过56万套,基本覆盖美军各个作战单元,成为最为依赖的装备系统。GPS的推广应用印证了专家们讲的卫星导航系统“没有做不到,只有想不到”的断言。从目前世界卫星导航系统应用模式、领域、层次看,仍然存在深度开发挖掘的潜力。军事应用将从最初作战单元独立应用。向陆海空各军兵种成建制成体系应用发展,从单机单装的用向多平台、多系统嵌入式网络化集成应用发展;从以导航定位为主向与侦察预警、指挥控制、火力打击、地理信息系统融合应用发展"。 2我国建立“北斗”卫星导航系统的意义 2.1 国家安全 建立自己的导航系统,避免在将来的战争中受制于人,同时我们还有了相同的手段可以反制敌人。导弹要导航,战斗要定位,还得知道哪可以躲,哪可以藏,敌人藏在哪,这都要靠卫星导航定位系统,如果我们一味地依赖于别人的定位系统,不自己开
北斗卫星导航系统定位原理及应用 2
北斗卫星导航系统定位原理及其应用 北斗卫星定位系统是由中国建立的区域导航定位系统。该系统由四颗（两颗工作卫星、2颗备用卫星）北斗定位卫星（北斗一号）、地面控制中心为主的地面部份、北斗用户终端三部分组成。北斗定位系统可向用户提供全天候、二十四小时的即时定位服务，授时精度可达数十纳秒(ns)的同步精度，北斗导航系统三维定位精度约几十米，授时精度约100ns。美国的GPS三维定位精度P码目前己由16m提高到6m，C/A码目前己由25-100m提高到12m，授时精度日前约20ns。。北斗一号导航定位卫星由中国空间技术研究院研究制造。四颗导航定位卫星的发射时间分别为：2000年10月31日；2000年12月21日；2003年5月25日，2007年4月14日，第三、四颗是备用卫星。2008年北京奥运会期间，它将在交通、场馆安全的定位监控方面，和已有的GPS卫星定位系统一起，发挥?双保险?作用。北斗一号卫星定位系统的英文简称为BD，在ITU（国际电信联合会）登记的无线电频段为L波段（发射）和S波段（接收）。北斗二代卫星定位系统的英文为Compass（即指南针），在ITU 登记的无线电频段为L波段。北斗一号系统的基本功能包括：定位、通信（短消息）和授时。北斗二代系统的功能与GPS相同，即定位与授时。 其工作原理如下：?北斗一号?卫星定位系出用户到第一颗卫星的距离，以及用户到两颗卫星距离之和，从而知道用户处于一个以第一颗卫星为球心的一个球面，和以两颗卫星为焦点的椭球面之间的交线上。另外中心控制系统从存储在计算机内的数字化地形图查寻到用户高程值，又可知道用户出于某一与地球基准椭球面平行的椭球面上。从而中心控制系统可最终计算出用户所在点的三维坐标，这个坐标经加密由出站信号发送给用户。?北斗一号?的覆盖范围是北纬5°一55°，东经70°一140°之间的心脏地区，上大下小，